Fritz-Haber-Institut der Max-Planck-Gesellschaft  

Chemische Physik, Prof. H.-J. Freund - Kristall-Labor
  
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Schleifen und Polieren von Einkristallen

Am Fritz-Haber-Institut werden Untersuchungen überwiegend an Einkristallen durchgeführt. Aufgabe des Kristall-Labors ist es, diese bei Bedarf aus einkristallinen Rohlingen herzustellen. Die mechanische Bearbeitung geschieht durch Ätzen, Schleifen, Polieren und Funken-Erodieren. Für Metalle, Halbleiter und auch nichtleitende Verbindungen, solange sie in einer kristallinen Form vorliegen, können so Proben mit einer oder auch mehre Facetten definierter Flächen-Orientierung hergestellt werden. Die (hkl)-Richtung wird durch Röntgenbeugung überprüft, der Toleranzwinkel liegt bei 0,5. Die weiteren begrenzenden Flächen können eben oder auch zylindrisch rund sein. Die Abmessungen werden auf 0,1 mm eingehalten, die Dicke der Proben sollte i.A. >= 0,3 mm sein. Weiter können die Proben mit Schlitzen zur Halterung und mit Löchern zur Themoelementbefestigung versehen werden.

Bei besonderen Wünschen sollte im Vorfeld mit den Mitarbeitern des Kristallabors die Machbarkeit geklärt werden. Zu beachten ist, dass die Bearbeitung nichtleitender Kristalle durch Wegfall der Funkenerrosion sich schwieriger gestaltet.
Bei metallische Proben ist es günstiger (nicht bei Exoten), wenn das Kristall-Labor die Bestellung übernimmt, da dann ein größerer Rohling zu besseren Konditionen gekauft wird. Spätere Kunden profitieren dann auch davon (keine Bestellzeit). Bei beschädigten Kristallen ist das Nachpolieren relativ schnell möglich.
Die Bearbeitung erfolgt normalerweise in der Folge der Auftragseingänge. Falls nicht ein hoher Auftragsbestand vorliegt, liegt die Bearbeitungszeit bei 2-3 Wochen, sofern das gewünschte Material verfügbar ist, ein Vorrat an gängigen Metall-Einkristallen wird vorgehalten. Die Lauediagramme der angefertigten Kristalle können mit ausgehändigt werden.

Dazu werden folgende Maschinen eingesetzt:


Diamantkreissäge ( Blatt 150 mm ø, autom. Vorschub)
Scheiben max. 50 mm ø, Abschnitte max. 150 mm lang, Schlitze 1 mm weit

Diamantdrahtsäge (autom. Vorschub)
Dünne Scheiben mind. 0.5 mm stark (unpoliert), Schlitze 0.2 oder 0.33 mm weit.


Funken-Erosionsmaschine (autom. Bearbeitung)
Formgebung durch Cu-Elektrode, Löcher, Schlitze, nur für leitende Materialien


Drehteller-Poliereinrichtung (Handbetrieb)
Schleifen und Polieren ebener Flächen, keine runden Oberflächen möglich


Röntgen-Refraktometer (Dokumentation durch Polaroid)
Bei mehrfach gestuften Flächen evtl. Probleme

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Thu, 25. Mar 2004
Address: Fritz-Haber-Institut der Max-Planck-Gesellschaft, Faradayweg 4-6, 14195 Berlin, Germany
Tel: +49 30 8413 30